ES2728411T3 - Closing element for a borescope opening of a gas turbine - Google Patents
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Abstract
Turbina de gas , especialmente turbina de gas de avión, con como mínimo una etapa de turbina y un canal anular (10) que conduce gas caliente asociado con la etapa de turbina de gas, y con como mínimo una etapa de compresor y un canal anular que conduce gas caliente asociado con la etapa de compresor, en donde el canal anular (10) de la etapa de turbina de gas presenta una pared exterior (12) radial en la que como mínimo está prevista una abertura de boroscopio (18), en donde la abertura de boroscopio (18) presenta un borde de abertura (20, 20a, 20b) construido en la pared exterior (12), borde de abertura al que se conecta una pared de abertura (22) hacia el exterior, preferiblemente en esencia en dirección radial (RR), en donde en la abertura de boroscopio (18) está introducido un elemento de cierre (24), en donde el elemento de cierre (24) presenta una zona principal (26) y una zona de cierre (28) unida con la zona principal (26), en donde la zona de cierre (28) está rodeada por la pared de abertura (22), en donde la zona de cierre (28), por referencia a un eje longitudinal (LA) del elemento de cierre (24) está construida simétrica a la rotación, por lo menos parcialmente, en donde el diámetro (DM) de la zona de cierre (28) corresponde esencialmente con el diámetro interior (DM) de la abertura de boroscopio (18) formada en la pared de abertura (22), y donde la zona de cierre (28) está dimensionada de manera que actuando conjuntamente con la pared de abertura (22) sella el canal de gas caliente (10) por que con su superficie exterior está en contacto con la pared de abertura (22), caracterizado por que la zona de cierre (28) está construida en forma de esfera y porque el elemento de cierre (24) está dimensionado de manera que la zona de cierre (28), en un estado introducida en la abertura de boroscopio (18), sobresale parcialmente sobre el borde de abertura (20, 20a, 20b) radial interior de la abertura de boroscopio (18) y con ello se introduce parcialmente en el canal caliente (10).Gas turbine, especially aircraft gas turbine, with at least one turbine stage and annular channel (10) conducting hot gas associated with the gas turbine stage, and with at least one compressor stage and annular channel conducting hot gas associated with the compressor stage, wherein the annular channel (10) of the gas turbine stage has a radial outer wall (12) in which at least one borescope opening (18) is provided, in wherein the borescope opening (18) has an opening edge (20, 20a, 20b) built into the outer wall (12), which opening edge is connected to an opening wall (22) to the outside, preferably substantially in the radial direction (RR), wherein a closing element (24) is inserted into the borescope opening (18), the closing element (24) having a main area (26) and a closing area (28). ) joined with the main area (26), where the closing area (28) is surrounded by the pa opening net (22), where the closing zone (28), by reference to a longitudinal axis (LA) of the closing element (24) is constructed symmetrical to rotation, at least partially, where the diameter ( DM) of the closure zone (28) essentially corresponds to the inner diameter (MD) of the borescope opening (18) formed in the opening wall (22), and where the closure zone (28) is dimensioned so which, acting together with the opening wall (22), seals the hot gas channel (10) because its outer surface is in contact with the opening wall (22), characterized in that the closing area (28) is constructed sphere-shaped and in that the closure element (24) is dimensioned such that the closure zone (28), in a state inserted into the borescope opening (18), partially protrudes over the opening edge (20, 20a). , 20b) inner radial of the borescope opening (18) and with it is partially introduced into the ca hot end (10).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Elemento de cierre para una abertura de boroscopio de una turbina de gasClosing element for a borescope opening of a gas turbine
El presente invento se refiere a un elemento de cierre para una abertura de boroscopio de una turbina de gas, especialmente una turbina de gas de avión, en donde la abertura de boroscopio presenta un borde de abertura radial interior orientado hacia un canal anular de la turbina de gas que conduce gas, en donde el elemento de cierre presenta una zona principal y una zona de cierre unida con la zona principal, y donde la zona de cierre referida a un eje longitudinal del elemento de cierre está construida como mínimo parcialmente, simétrica a la rotación.The present invention relates to a closing element for a borescope opening of a gas turbine, especially an airplane gas turbine, wherein the borescope opening has an inner radial opening edge oriented towards an annular channel of the turbine of gas that conducts gas, where the closing element has a main zone and a closing zone connected to the main zone, and where the closing zone referred to a longitudinal axis of the closing element is at least partially constructed, symmetrical to rotation.
Los datos de dirección, como “Axial-” o “axial”, “Radial-" o “radial” y “circunferencial-” hay que entenderlos referidos fundamentalmente al eje de máquina de la turbina de gas siempre y cuando del contexto no se desprenda explícita o implícitamente otra cosa.The address data, such as "Axial-" or "axial", "Radial-" or "radial" and "circumferential-" must be understood primarily referring to the machine axis of the gas turbine as long as the context does not come off explicitly or implicitly something else.
Este tipo de elementos de cierre, que también pueden ser denominados como tapones de boroscopio, son ya conocidos. Generalmente, tales tapones de boroscopio son atornillados mediante rosca, en donde la zona de cierre simétrica por rotación, por lo general en forma esférica, cierra tangencialmente con un contorno interior del canal anular. Debido a esta disposición del elemento de cierre, que con su zona de cierre está quasi hundido en la abertura de boroscopio o en el contorno interior del canal anular, se producen grandes espacios intermedios entre el contorno exterior de la zona de cierre y una pared que limita la abertura de boroscopio, que llevan a perturbaciones en la corriente de gas caliente. Un ejemplo de esto está publicado en el documento CN 202994 190 U.These types of closure elements, which can also be referred to as borescope plugs, are already known. Generally, such borescope plugs are screwed in by means of a thread, where the symmetrically closed area of rotation, generally spherical, closes tangentially with an inner contour of the annular channel. Due to this arrangement of the closing element, which with its closing zone is almost sunk in the borescope opening or in the inner contour of the annular channel, large intermediate spaces are produced between the outer contour of the closing zone and a wall that Limits the borescope opening, which lead to disturbances in the hot gas stream. An example of this is published in document CN 202994 190 U.
Es misión del invento el desarrollar un elemento de cierre de una turbina de gas de tal manera que se pueden reducir las desventajas antes mencionadas.It is the mission of the invention to develop a closing element of a gas turbine so that the aforementioned disadvantages can be reduced.
Está misión será resuelta según el invento, por una turbina de gas según las características de la reivindicación 1. This mission will be solved according to the invention, by a gas turbine according to the characteristics of claim 1.
Entonces se propone que el elemento de cierre presente una zona de cierre en forma esférica y esté dimensionado de tal manera que la zona de cierre en estado introducida en la abertura de boroscopio sobresalga parcialmente sobre el borde radial interior de la abertura de boroscopio.It is then proposed that the closure element has a spherical shaped closure zone and is sized in such a way that the closure zone in a state introduced into the borescope opening partially protrudes over the inner radial edge of the borescope opening.
Se ha demostrado que cuando la zona de cierre sobresale por encima de la abertura de boroscopio o sea dentro del canal anular, lleva a que la abertura de boroscopio esté mejor rellena mediante la zona de cierre, de manera que se pueden reducir las dimensiones de los espacios intermedios desventajosos. Con ello se ha demostrado sorprendentemente que cuando la zona de cierre sobresale en el canal anular, especialmente debido al diseño simétrico a la rotación de la zona de cierre, actúa perturbando menos a la corriente que la existencia de grandes espacios intermedios en el caso de zona de cierre que cierran tangencialmente con el contorno interior del canal anular.It has been shown that when the closure zone protrudes above the borescope opening or within the annular channel, it leads to the borescope opening being better filled by the closure zone, so that the dimensions of the disadvantageous intermediate spaces. This has surprisingly shown that when the closure zone protrudes in the annular channel, especially due to the symmetrical design of the closure zone rotation, it acts less disturbing the current than the existence of large intermediate spaces in the case of zone of closing that close tangentially with the inner contour of the annular channel.
Para que un elemento de cierre como este pueda ser introducido independientemente de su posición angular de montaje referida al contorno interior del canal anular, la zona de cierre puede estar construida por ejemplo también en forma de cono o en forma de tronco de cono.So that a closing element such as this can be introduced independently of its angular mounting position referred to the inner contour of the annular channel, the closing zone can be constructed for example also in the form of a cone or in the form of a cone trunk.
Para ello la zona de cierre está dimensionada de tal manera que en acción conjunta con una pared de abertura que se une con el borde radial interior sella el canal anular que conduce el gas caliente.For this, the closure zone is sized in such a way that, in conjunction with an opening wall that joins the inner radial edge, the annular channel that conducts the hot gas seals.
Para ello es necesario que el máximo diámetro de la zona de cierre corresponda con el diámetro de la abertura de boroscopio formada por la pared de abertura. En el caso de la zona de cierre construida en forma esférica el diámetro máximo de la zona de cierre es igual al diámetro máximo de la correspondiente esfera. En el caso de una zona de cierre construida a modo de ejemplo en forma de cono o en forma de tronco de cono el diámetro máximo de la zona de cierre es el diámetro mayor del cono o del tronco de cono.For this, it is necessary that the maximum diameter of the closing area corresponds to the diameter of the borescope opening formed by the opening wall. In the case of the spherically constructed closure zone the maximum diameter of the closure zone is equal to the maximum diameter of the corresponding sphere. In the case of a closure zone constructed as an example in the form of a cone or in the form of a cone trunk, the maximum diameter of the closure zone is the largest diameter of the cone or cone trunk.
Preferiblemente la zona principal presenta una longitud que está medida de tal manera que la zona de cierre determinada en sus dimensiones dependiendo del diámetro interior de la abertura de boroscopio sobresale del borde de abertura radial interior en un valor que corresponde como mínimo el 2% del diámetro de la esfera.Preferably the main zone has a length that is measured in such a way that the closing zone determined in its dimensions depending on the inside diameter of the borescope opening protrudes from the inner radial opening edge at a value corresponding to at least 2% of the diameter of the sphere.
La pared exterior del canal anular puede estar inclinada respecto de la dirección axial de la turbina de gas, como mínimo por secciones, de manera que la pared exterior esencialmente presenta la forma de una superficie envolvente de un tronco de cono. Aquí se hace mención especial a que la pared exterior del canal anular no está estampada en línea recta o lineal por toda su longitud axial, como en el caso de la línea de envolvente de un cono habitualmente definido, sino que la superficie envolvente también puede estar construida ligeramente ondulada.The outer wall of the annular channel may be inclined with respect to the axial direction of the gas turbine, at least in sections, so that the outer wall essentially has the shape of an enveloping surface of a cone trunk. Special mention is made here that the outer wall of the annular channel is not stamped in a straight or linear line for its entire axial length, as in the case of the envelope line of a commonly defined cone, but that the envelope surface may also be Built slightly wavy.
En el desarrollo se propone que la zona de cierre referida a una sección longitudinal axial sobresale en el canal anular a través de la abertura de boroscopio por encima de una línea imaginaria que une una zona de borde delantera axial y una zona de borde posterior axial del borde de abertura a lo largo de la superficie envolvente inclinada en dirección axial. Esta línea de unión imaginaria puede ser entendida también como aquella línea que según el estado de la técnica ha formado una tangente a la zona de cierre cuando la zona de cierre está casi hundida en la abertura de boroscopio o ha cerrado tangencialmente con el contorno interior del canal anular. In the development it is proposed that the closing zone referred to an axial longitudinal section protrudes in the annular channel through the borescope opening above an imaginary line that joins an axial leading edge zone and an axial rear edge area of the opening edge along the inclined enveloping surface in axial direction. This imaginary junction line can also be understood as that line that according to the state of the art has formed a tangent to the closing zone when the closing zone is almost sunk in the borescope opening or has been tangentially closed with the inner contour of the annular channel
Para que la corriente de gas caliente solo resulte mínimamente perturbada por la zona de cierre que sobresale en el canal anular se prefiere que la zona de cierre sobresalga en el canal anular en una distancia medida ortogonal a la línea imaginaria, en donde la distancia es aproximadamente 2% hasta 30%, preferiblemente 10% hasta 24%, lo más preferido 14% al 18% del diámetro de la abertura de boroscopio medida en dirección axial. Expresado de otra manera, la distancia que sobresale en el canal anular no debe ser más que aproximadamente 2% hasta 30% del diámetro de un elemento de cierre en forma de esfera cuyo diámetro exterior, por lo general, corresponde esencialmente al diámetro interior de la abertura de boroscopio.So that the hot gas stream is only minimally disturbed by the closure zone that protrudes in the annular channel, it is preferred that the closure zone protrudes in the annular channel by a measured distance orthogonal to the imaginary line, where the distance is approximately 2% to 30%, preferably 10% to 24%, most preferably 14% to 18% of the diameter of the borescope opening measured in the axial direction. In other words, the distance that protrudes in the annular channel must be no more than about 2% to 30% of the diameter of a sphere-shaped closure element whose outer diameter, generally, essentially corresponds to the inner diameter of the borescope opening
Según el invento un segmento esférico de la zona de cierre sobresale en el canal anular. Entonces, la altura del segmento esférico puede corresponder con la distancia medida en ortogonal.According to the invention, a spherical segment of the closure zone protrudes in the annular channel. Then, the height of the spherical segment can correspond to the distance measured in orthogonal.
A continuación el invento será descrito por referencia a las figuras adjuntas a modo de ejemplo y no limitadoras. The invention will now be described by reference to the accompanying examples by way of example and not limitation.
La Fig. 1 muestra una representación en sección longitudinal esquemática y simplificada de un extracto de una etapa de turbina de una turbina de gas acorde con el invento con un elemento de cierre para una abertura de boroscopio en ella insertado.Fig. 1 shows a schematic and simplified longitudinal section representation of an extract of a turbine stage of a gas turbine according to the invention with a closure element for a borescope opening inserted therein.
La Fig. 2 muestra, en las figuras parciales A) y B) dos representaciones a escala ampliada de la zona denominada con II en la figura 1, en donde en la figura 2A) adicionalmente está indicada una zona de cierre en una posición conocida, y donde en la figura 2B) se expone otra posición de la zona de cierre acorde con el invento.Fig. 2 shows, in partial figures A) and B) two enlarged representations of the area named with II in figure 1, where in figure 2A) additionally a closing zone is indicated in a known position, and where in figure 2B) another position of the closing zone according to the invention is shown.
La figura 1 muestra una representación parcial de un canal anular 10 que conduce gas caliente de una etapa de turbina no representada en detalle de una turbina de gas igualmente no representada en detalle. La dirección axial referida al eje de máquina de la turbina de gas está denominada con AR y la dirección radial está denominada con RR.Figure 1 shows a partial representation of an annular channel 10 that conducts hot gas from a turbine stage not shown in detail from a gas turbine not equally shown in detail. The axial direction referred to the machine axis of the gas turbine is called AR and the radial direction is called RR.
El canal anular 10 está limitado como mínimo por zonas, por una pared 12 de canal anular con una cara interior 14 orientada hacia el gas caliente. La pared 12 de canal anular está unida con otros componentes de la etapa de turbina o de la turbina de gas que no están descritos con detalle, especialmente un componente 16 de carcasa. Para poder inspeccionar una etapa de turbina afectada, especialmente sus alabes móviles, en la pared 12 de canal de turbina está prevista una abertura de boroscopio 18. Habitualmente están previstos los correspondientes accesos, aproximadamente en el componente 16 de carcasa y en su caso, otros módulos de la turbina de gas situados radialmente más hacia el exterior, de manera que un boroscopio puede ser introducido a través de estos accesos y de la abertura de boroscopio 18 en la pared 12 de canal anular y se puede examinar la etapa de turbina.The annular channel 10 is limited at least by zones, by an annular channel wall 12 with an inner face 14 oriented towards the hot gas. The annular channel wall 12 is connected with other components of the turbine stage or the gas turbine that are not described in detail, especially a housing component 16. In order to inspect an affected turbine stage, especially its mobile blades, a borescope opening 18 is provided in the turbine channel wall 18. The corresponding accesses are usually provided, approximately in the housing component 16 and, where appropriate, other Gas turbine modules located radially further outward, so that a borescope can be introduced through these accesses and the borescope opening 18 into the annular channel wall 12 and the turbine stage can be examined.
El canal anular 10 presenta un contorno que corresponde con la cara interior 14, en donde la cara interior 14 discurre inclinada hacia la dirección axial AR. La cara interior 14 del canal anular 10 presenta esencialmente, dicho fácilmente, la forma de una superficie envolvente de un cono, en donde como se puede apreciar en la figura 1, la cara interior 14 no está estampada como una línea recta o linealmente en toda su longitud, como la línea envolvente de un cono definido habitualmente. Expresado de otra manera, también se puede decir que a lo largo de la dirección axial AR, que en esencia se corresponde con la dirección de circulación del gas caliente, el canal anular se ensancha en dirección radial RR. En esta cara interior 14, que habitualmente está también curvada en dirección circunferencial alrededor del eje de máquina, está insertada la abertura de boroscopio 18, en donde como transición, entre la abertura de boroscopio 18 y la cara interior 14 se ha construido un borde de abertura 20 situado radialmente por el interior. En dirección radial r R, al borde de abertura 20 se le une una pared de abertura 22 de la abertura de boroscopio 18. Esta pared de abertura 22 está construida en la pared 12 del canal anular. Durante el funcionamiento de la turbina de gas la abertura de boroscopio 18 está cerrada por un elemento de cierre 24 que también puede ser denominado tapón de boroscopio. Esencialmente el elemento de cierre 24 está formado por una zona principal 26 y una zona de cierre 28 que están unidas una con otra, en especial construidas de una pieza una con otra. La zona de cierre 28 está construida habitualmente simétrica a la rotación alrededor de un eje de rotación, que en la forma de realización presente corresponde al eje longitudinal LA del elemento de cierre 24. En el ejemplo mostrado el elemento de cierre 24 está colocado en la etapa de turbina o en la turbina de gas de tal manera que el eje longitudinal LA se extiende esencialmente paralelo a la dirección radial RR. Realmente se puede pensar en otras posiciones de montaje en las que el eje longitudinal está inclinado respecto de la dirección radial RR, axialmente hacia delante o axialmente haca atrás. Además, el eje longitudinal LA también puede desviarse de la dirección radial RR en dirección circunferencial. Utilizando un elemento de cierre 24 simétrico a la rotación en forma de una esfera o por ejemplo de un cono, un mismo elemento de cierre 24 puede ser utilizado en diferentes posiciones de montaje.The annular channel 10 has an outline corresponding to the inner face 14, where the inner face 14 runs inclined towards the axial direction AR. The inner face 14 of the annular channel 10 has essentially, easily said, the shape of an envelope surface of a cone, where as can be seen in Figure 1, the inner face 14 is not stamped as a straight or linear line in all its length, like the envelope line of a commonly defined cone. In other words, it can also be said that along the axial direction AR, which essentially corresponds to the direction of circulation of the hot gas, the annular channel widens in the radial direction RR. In this inner face 14, which is usually also curved in a circumferential direction around the machine axis, the borescope opening 18 is inserted, where in transition, between the borescope opening 18 and the inner face 14, an edge of opening 20 located radially inside. In the radial direction r R, the opening edge 20 is joined by an opening wall 22 of the borescope opening 18. This opening wall 22 is constructed in the wall 12 of the annular channel. During operation of the gas turbine, the borescope opening 18 is closed by a closing element 24 which can also be called a borescope cap. Essentially, the closing element 24 is formed by a main zone 26 and a closing zone 28 that are connected to each other, especially constructed from one piece to another. The closure zone 28 is usually constructed symmetrical to the rotation about an axis of rotation, which in the present embodiment corresponds to the longitudinal axis LA of the closure element 24. In the example shown the closure element 24 is placed in the turbine stage or in the gas turbine such that the longitudinal axis LA extends essentially parallel to the radial direction RR. You can really think of other mounting positions in which the longitudinal axis is inclined with respect to the radial direction RR, axially forward or axially backward. In addition, the longitudinal axis LA can also deviate from the radial direction RR in the circumferential direction. Using a closing element 24 symmetrical to the rotation in the form of a sphere or for example of a cone, the same closing element 24 can be used in different mounting positions.
En la forma de realización representada en la figura 1 la zona de cierre 28 está construida en forma de esfera. Además el elemento de cierre 24 está diseñado de tal manera que en estado introducido en la abertura de boroscopio 18 sobresale con su zona de cierre 28 en el canal anular 10 o penetra parcialmente en ese. En el ejemplo representado, la zona de cierre 28 sobresale más allá una línea de unión VL imaginaria que (en dirección axial AR) une una con otra la zona borde de abertura 20a delantera y la zona borde de abertura 20b trasera. En la representación en sección de la figura 1 esta línea de unión VL puede ser vista como el complemento imaginario de la cara interior 14 de la pared de canal anular si no estuviera prevista ninguna abertura de boroscopio 18. Igualmente la línea de unión VL está inclinada hacia la dirección radial RR y hacia la dirección axial AR. La zona de cierre 28 sobresale con su superficie exterior 30 en el canal anular 10, una distancia AB que está medida ortogonal a la línea de unión VL, de manera que la zona de cierre sobresale más allá del borde de abertura 20 de la abertura de boroscopio 18 situado radialmente en el interior. En esta posición, la zona de cierre 28 viene a hacer contacto con su superficie exterior 30 con la pared de abertura 22 de manera que se puede obtener un sellado del canal anular 10 de la etapa de turbina.In the embodiment shown in Figure 1, the closing area 28 is constructed in the form of a sphere. In addition, the closure element 24 is designed in such a way that in a state inserted into the borescope opening 18 it protrudes with its closure zone 28 in the annular channel 10 or partially penetrates it. In the example shown, the closing zone 28 protrudes beyond an imaginary connecting line VL which (in axial direction AR) joins the front opening edge 20a and the rear opening edge area 20b with one another. In the sectional representation of FIG. 1, this connection line VL can be seen as the imaginary complement of the inner face 14 of the annular channel wall if no borescope opening 18 is provided. Likewise, the connection line VL is inclined towards the radial direction RR and towards the axial direction AR. The closure zone 28 protrudes with its outer surface 30 in the annular channel 10, a distance AB that is measured orthogonal to the connecting line VL, so that the closure zone protrudes beyond the opening edge 20 of the opening of borescope 18 located radially in inside. In this position, the closing area 28 comes into contact with its outer surface 30 with the opening wall 22 so that a sealing of the annular channel 10 of the turbine stage can be obtained.
La figura 2A muestra un extracto ampliado correspondiente a la zona II que se muestra rodeada por línea de puntos de la figura 1. Igualmente en la figura 2A está la zona de cierre 28 representada en su posición introducida en la abertura de boroscopio 18. Con línea de puntos se representa una zona de cierre 28a que está introducida en la abertura de boroscopio 18 en una posición conocida por el estado de la técnica. En ella la zona de cierre 28a con la cara interior 14 o el contorno del canal anular 10 cierra de tal manera que la línea de unión VL forma una tangente a la superficie exterior 30a de la zona de cierre 28a. La zona de cierre 28a está quasi alojada hundida en la abertura de boroscopio.Figure 2A shows an enlarged extract corresponding to zone II shown surrounded by dotted line of figure 1. Also in figure 2A is the closure zone 28 represented in its position inserted in the borescope opening 18. With line A dotted area 28a is shown which is inserted into the borescope opening 18 in a position known to the state of the art. In it, the closing area 28a with the inner face 14 or the contour of the annular channel 10 closes in such a way that the connecting line VL forms a tangent to the outer surface 30a of the closing area 28a. The closing area 28a is almost buried in the borescope opening.
En el caso de la posición del elemento de cierre 28 de manera que sobresale en el canal anular 10, un espacio intermedio 32 (superficie rayada simple) formado entre la superficie exterior 30 y la pared de abertura 22, se reduce comparado con la posición conocida del elemento de cierre 28a representado rayado en la que el espacio intermedio 32 está más grande en la zona 32a (superficie rayada con líneas cruzadas) o un volumen correspondiente. Además, en la disposición conocida del elemento de cierre 28a se forma también un espacio intermedio 32b adicional sobre la cara posterior de la zona de cierre 28a en la dirección de circulación.In the case of the position of the closure element 28 so that it protrudes in the annular channel 10, an intermediate space 32 (single scratched surface) formed between the outer surface 30 and the opening wall 22, is reduced compared to the known position of the closure element 28a shown scratched in which the intermediate space 32 is larger in the zone 32a (scratched surface with crossed lines) or a corresponding volume. In addition, in the known arrangement of the closure element 28a an additional intermediate space 32b is also formed on the rear face of the closure area 28a in the direction of movement.
Debido a la reducción del espacio intermedio 32 pueden reducirse las perturbaciones en la corriente de gas caliente, especialmente las turbulencias en el espacio intermedio 32. Debido a la construcción simétrica a la rotación, en forma de esfera, del elemento de cierre 32 la parte de la zona de cierre que sobresale en el canal anular 10 puede ser rodeada con menor resistencia. La reducción del espacio intermedio 32, especialmente en el volumen en las zonas 32a y 32b en combinación con el sobresaliente de la zona de cierre 32 en el canal anular 10 lleva a menores perturbaciones de la corriente de gas caliente, de manera que en conjunto se puede obtener un servicio mejorado y un rendimiento mejorado de la etapa de turbina.Due to the reduction of the intermediate space 32, the disturbances in the hot gas stream can be reduced, especially the turbulence in the intermediate space 32. Due to the symmetrical construction of the sphere-shaped rotation of the closure element 32 the part of The closing area that projects in the annular channel 10 can be surrounded with less resistance. The reduction of the intermediate space 32, especially in the volume in zones 32a and 32b in combination with the protrusion of the closure zone 32 in the annular channel 10 leads to minor disturbances of the hot gas stream, so that together You can get improved service and improved performance of the turbine stage.
En la figura 2A se puede apreciar además que para la posición modificada del elemento de cierre 24 en la abertura de boroscopio 18 no es necesario ningún ajuste en la zona de cierre 28 en forma de esfera, simétrica a la rotación, sino que por ejemplo, la sección principal 26 se prolonga en un valor HL en comparación con el elemento de cierre conocido. La prolongación HL de la sección principal 26 puede realizarse en cualquier posición a lo largo del eje longitudinal LA. Correspondientemente, la solución propuesta puede ser utilizada en turbinas de gas ya existentes, porque los elementos de cierre existentes más cortos, pueden ser sustituidos por nuevos elementos de cierre 24 más largos. In Figure 2A it can also be seen that for the modified position of the closure element 24 in the borescope opening 18, no adjustment is necessary in the sphere-shaped closure area 28, symmetrical to the rotation, but for example, the main section 26 is prolonged by an HL value compared to the known closure element. The extension HL of the main section 26 can be carried out in any position along the longitudinal axis LA. Correspondingly, the proposed solution can be used in existing gas turbines, because the shorter existing closing elements can be replaced by new, longer 24 closing elements.
La figura 2B muestra en una representación de puntos, otra posición de la zona de cierre 28, de manera que ella sobresale todavía más en el canal anular 10 (distancia AB'), pero precisamente con su superficie exterior 30 entra en contacto con el borde de abertura 20b axial posterior de la abertura de boroscopio 18. Como se ha descrito anteriormente por referencia a la figura 2A, también en este caso se puede prolongar la zona principal 26 con respecto de una zona principal 26 acorde con la figura 1 o 2A, en un valor h L'. El espacio intermedio 32 ha pasado a ser más pequeño en la zona o el volumen 32c (de puntos con líneas cruzadas), en donde la distancia AB' ha pasado a ser algo más grande. Los restantes símbolos de identificación contenidos en la figura 2B identifican componentes iguales a los que ya se han descrito por referencia a las figuras 1 y 2A y están nuevamente contenidos en la figura 2B, aunque no se describan nuevamente.Figure 2B shows in a representation of points, another position of the closing zone 28, so that it protrudes even more in the annular channel 10 (distance AB '), but precisely with its outer surface 30 comes into contact with the edge of rear axial opening 20b of the borescope opening 18. As described above by reference to Figure 2A, also in this case the main area 26 can be extended with respect to a main area 26 according to Figure 1 or 2A, in a value h L '. The intermediate space 32 has become smaller in the area or the volume 32c (of points with crossed lines), where the distance AB 'has become somewhat larger. The remaining identification symbols contained in Figure 2B identify components equal to those already described by reference to Figures 1 and 2A and are again contained in Figure 2B, even if they are not described again.
La distancia AB entre la línea de unión imaginaria y la superficie exterior 30 de la zona de cierre, dibujada en las figuras 1, 2A y 2B es de aproximadamente 2% hasta 30% del diámetro DM de la abertura de boroscopio 18. Expresado de otra manera, la distancia AB es de aproximadamente 2% hasta 30% del diámetro DM de la zona de cierre 24 en forma de esfera. Zonas mayores preferidas de la distancia AB están aproximadamente en 10 - 24 % y además 14 -18% del diámetro DM. Dependiendo de la alineación y geometría de la abertura de boroscopio así como del contorno del canal anular 10, se puede elegir que la zona de cierre 28 sobresalga en la distancia AB en el interior del canal anular 10, de manera que en conjunto se puede obtener una corriente de gas caliente con menos perturbación, en donde los espacios intermedios 32, 32a, 32b entre la zona de cierre 28 y la pared de abertura 22 resultan minimizados por el aumento de la separación AB de la superficie exterior 30 de la línea de unión VL.The distance AB between the imaginary joint line and the outer surface 30 of the closure zone, drawn in Figures 1, 2A and 2B is about 2% to 30% of the DM diameter of the borescope opening 18. Expressed from another Thus, the distance AB is about 2% to 30% of the diameter DM of the sphere-shaped closure zone 24. Preferred larger areas of distance AB are approximately 10-24% and also 14-18% of the DM diameter. Depending on the alignment and geometry of the borescope opening as well as the contour of the annular channel 10, it is possible to choose that the closing area 28 protrudes in the distance AB inside the annular channel 10, so that together it can be obtained a stream of hot gas with less disturbance, where the intermediate spaces 32, 32a, 32b between the closing area 28 and the opening wall 22 are minimized by increasing the separation AB of the outer surface 30 of the joint line VL
En conjunto, mediante el elemento de cierre 24 propuesto para una abertura de boroscopio 18 se obtiene la posibilidad de mejorar las relaciones de circulación en un canal anular 10 de una etapa de turbina, en donde en contra de las enseñanzas actuales, se puede aceptar que la zona de cierre sobresalga en el interior del canal anular porque esto lleva a una perturbación mucho menor de la corriente, especialmente cuando se utiliza una zona de cierre en forma de esfera.Overall, by means of the closure element 24 proposed for a borescope opening 18, the possibility of improving the circulation ratios in an annular channel 10 of a turbine stage is obtained, where contrary to the current teaching, it can be accepted that the closing zone protrudes inside the annular channel because this leads to a much smaller disturbance of the current, especially when a sphere-shaped closing zone is used.
Lista de símbolos de identificación.List of identification symbols.
10 canal anular10 annular channel
12 pared de canal anular12 annular channel wall
14 cara interior14 inside face
16 componente de carcasa 16 housing component
18 abertura de boroscopio18 borescope opening
20 borde de abertura20 opening edge
20a zona de borde de abertura axial delantera 20b zona de borde de abertura axial posterior 22 pared de abertura20a front axial opening edge zone 20b rear axial opening edge zone 22 opening wall
24 elemento de cierre (tapón de boroscopio) 26 zona principal24 closure element (borescope cap) 26 main zone
28 zona de cierre28 closing zone
30 superficie exterior30 outer surface
32 espacio intermedio32 intermediate space
32a aumento del espacio intermedio32nd increase in intermediate space
32b espacio intermedio32b intermediate space
32c reducción del espacio intermedio32c reduction of intermediate space
AB distanciaAB distance
AR dirección axialAR axial direction
DM diámetroDM diameter
HL prolongación de zona principalHL prolongation of main zone
LA eje longitudinalTHE longitudinal axis
RR dirección radialRR radial direction
SR dirección de la corrienteSR current direction
VL línea de unión VL union line
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